O laser de hélio-neônio foi utilizado para prevenir mucosite, quando se fez referência de que além deste procedimento ser muito bem tolerado em todos os casos, também reduz significativamente a dor da mucosite pós-RT e QT (COWEN et. al., 1997). Os estudos se multiplicaram na área de fotobiomodulação tecidual e hoje tanto as luzes lasers quanto os diodos LEDs, constituem foco crescente de investigação (WHELAN et al, 2002; EDUARDO, 2003; FREIRE, 2004; MIGLIORATI,OBERLE-EDWARDS e SCHUBERT, 2006; KELNER e CASTRO, 2007; SACONO, 2007).
Os processos envolvidos na fotobiomodulação a laser, já estudados desde o século passado, têm comprovadamente a capacidade de estimular a
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proliferação celular em culturas, modelos animais e quando clinicamente testados (ABERGEL et. al., 1986,1987; CONLAN, RAPLEY e COBB,1996; BAGNATO et. al., 2008; PINHEIRO et. al., 2010). As técnicas fotônicas atuam de maneira a favorecer o processo cicatricial em regiões de hipóxia, isquemia e infectadas, onde funcionam como organizadores celulares, promovendo a biomodulação dos tecidos pelo incremento da circulação sanguínea local, o que por sua vez estimula mitoses celulares, oxigenação via citocromo C oxidase, angiogênese, produção de fibroblastos e síntese do colágeno (MESTER et. al., 1973, 1978; SMITH, 1991; KARU, 1989, 1999, 2003).
O laser tem as propriedades de monocromaticidade, coerência e colimação. A primeira diz respeito aos fótons de mesmo comprimento de onda, coerência significa mesmo comprimento de onda se propagando na mesma direção em fase no tempo e no espaço e colimação ou direcionalidade, são fótons emitidos em uma única direção e sem divergências significativas. A polarização é verificada em alguns sistemas lasers e pode ser conseguida através de filtros polaróides ou outros componentes ópticos. O feixe de luz laser teve suas primeiras aplicações nas áreas biomédicas com o uso dos efeitos térmicos, quando a energia dos fótons absorvidos se transforma em calor, devido às altas potências de alguns tipos de lasers usados para coagular ou vaporizar tecidos biológicos (ZEZELL, 2001; RIBEIRO e ZEZELL, 2004).
Os lasers de baixa potência, laserterapia, soft lasers, lasers de baixa intensidade modificada, lasers terapêuticos, LILT, LLLT, (low-intensity laser therapy), laser de bioestimulação ou de biomodulação, são utilizados excluindo-se a possibilidade de manifestação dos efeitos térmicos, e a interação da luz com o tecido poderá promover alterações que culminem em efeitos analgésicos, antiinflamatórios, antiedematosos e cicatrizantes (CRUANES, 1984; TRELLES, 1990; LIZARELLI E MACIEL, 2008). Ainda não há padronização em sua nomenclatura e atualmente o termo fotobiomoduladores caracterizam melhor estes lasers (PINHEIRO et. al., 2010).
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No espectro de absorção de um sistema biológico a radiação pode ser absorvida para produzir uma mudança física e/ou química e consequente resposta biológica observável; a depender do comprimento de onda, dose ou fluência (densidade de energia), intensidade (densidade de potência), regime de operação do laser, taxa de repetição ou frequência do pulso e características ópticas do tecido, como o coeficiente de absorção e espalhamento, para que se possa estabelecer o número de tratamentos e dose ótima de radiação para cada quadro específico, motivo pelo qual se encontra dificuldade em padronização dose/afecção, (CRUANES, 1984; ABERGEL, GLASSBERG e UITTO, 1988; SMITH, 1991; RIBEIRO e ZEZELL, 2004, MAS, 2010).
Os resultados da energia dos fótons absorvidos pelas células no tecido irradiado, ou seja, mecânica quântica de absorção, em terapias com laser biomoduladores são os efeitos fotoquímicos (células eucariontes e interior das mitocôndrias), fotofísicos (células procariontes na membrana citoplasmática) e /ou fotobiológicos, excluindo-se os efeitos térmicos. Estes efeitos resultam na ativação da microcirculação local, promovendo aumento da atividade fibroblástica, reduzindo ou eliminando edemas, estimulando linfócitos, ativando mastócitos, aumentando a produção do hormônio ACTH, aumentando o ATP mitocondrial, e a proliferação celular, bem como incremento da atividade de síntese do DNA com estímulo à produção de RNA; assim, auxiliam de maneira significativa no processo de reparo tecidual e diminuição de quadros de dor, quando corretamente aplicados, como comprovaram diversos autores (MESTER et. al., 1972, 1973 e 1978; BENEDICENTI, 1982; MAYAYO, 1984; SMITH-AGREDA et. al.,1986; ABERGEL et. al., 1986, 1988; BRADLEY, 1996; KARU,1989, 1995 e 1999; BAGNATO et. al., 2008; PINHEIRO et. al., 2010).
Em se analisando as três fases do processo de reparo tecidual: a primeira de perda do substrato, a segunda de proliferação celular e a terceira de remodelação tecidual; os estudos sugerem que o efeito biomodulador do laser promova desencadeamento primário da fase de proliferação celular do processo cicatricial. Tem sido demonstrado que a luz vermelha age
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primeiramente na membrana celular, reequilibrando seu potencial; enquanto que a luz laser infravermelha interage com as mitocôndrias e aumenta o metabolismo da cadeia respiratória, o que por sua vez aumenta a força próton- motora, interferindo no potencial elétrico da membrana mitocondrial, na acidez do citoplasma e quantidade de ATP intracelular (KARU, 1989; TAMURA, 1993; LIZARELLI e MACIEL, 2008). Sequencialmente toda uma cadeia de eventos intracelulares é estimulada como o aumento do H+ intracelular, provocando mudanças na bomba de Na+ e K+, que por sua vez altera a permeabilidade dos íons de Ca2+ para o meio intracelular elevando o nível de nucleotídeos cíclicos, que modulam a síntese de DNA e RNA. Como resposta verifica-se nas pesquisas a proliferação de fibroblastos, adesão e síntese de procolágeno e colágeno, estímulo de macrófagos, linfócitos, produção de matriz extracelular, assim como fatores de crescimento diversos, como KTP (Proteína transcripcional de queratinócitos), TGF (fator de transformação do crescimento) e PDGF (fator de crescimento derivado de plaquetas) que continuam sendo estudados e elucidados (MESTER et. al., 1973 e 1978; LUBART et. al., 1992; YU, NAIM e LANZAFAME,1994; SOMMER et. al. , 2001, BAGNATO et. al., 2008).
Na avaliação do tecido epitelial em modelo animal, após a fotobiomodulação percebe-se já no terceiro dia a aceleração do processo inflamatório agudo; no sétimo dia o epitélio torna-se acantótico com proliferação da camada basal e tecido conjuntivo denso, já se assemelhando a um processo inflamatório crônico. As células vacuolizadas com núcleo picnótico e tecido conjuntivo entram em normalização no décimo quarto dia, finalizando cicatrização com atrofia epitelial e fibrose tecidual no vigésimo primeiro dia e vigésimo oitavo do processo, quando histologicamente verificados os comprimentos de onda 660nm e 780nm (SILVA et. al., 2007).
Foi mostrado que a luz laser incidindo perpendicularmente à superfície da pele, apresenta de 4 a 7% de reflexão difusa e o cálculo da fração que penetra na epiderme e derme é de 93 a 96% da luz incidente, quando sofre espalhamento ou absorção. Pode-se ressaltar ainda que em comprimentos de onda na faixa de 590μm e 1.5μm a profundidade de penetração no tecido varia
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entre 2 a 8mm e o espalhamento predomina sobre a absorção da luz (CASTRONUOVO e GIAVELLI, 1992). Pesquisas são encontradas para avaliação do escaneamento da luz com medidas de espectroscopia (CHANCE et. al., 1988; BEAUVOIT e CHANCE, 1994; BEAUVOIT et. al., 1995) e demonstraram que a maioria dos fótons em comprimentos de onda de 630 a 800nm viajam aproximadamente 23 cm pela superfície da pele até o tecido muscular, cujo espectro foi estudado do punho, músculo flexor do antebraço e músculos da panturrilha, quando medido este espectro da penetração dos fótons.
Os lasers de baixa intensidade são usados com propósitos terapêuticos, ou para a bioestimulação, desde a década de 1960, por suas características de baixa intensidade de energia e comprimento de ondas capazes de penetrar nos tecidos (GROTH, 1993). O laser operando em baixa potência foi considerado por Mester em 1969, um bioestimulador, terminologia designada na literatura por um período de tempo, quando ainda não se conhecia muito bem seu mecanismo de ação, mas se observava seu excelente resultado terapêutico no tratamento de feridas e úlceras abertas, estimulando o processo cicatricial. Com o passar do tempo esta terapia começou a ser utilizada não só para estimular e acelerar processos, mas também para detê-los. Utilizada para remover excessos de pigmentos e restaurar a falta deles (SASAKI e OHSHIRO, 1989); tratar cicatrizes deprimidas e hipertróficas (STROG e BERTHIAUME, 1997); para aliviar a dor e fazer com que voltasse a sensibilidade em áreas de parestesia ou paralisia (ROCHKIND et. al., 2007). Partindo-se de estudos clínicos e laboratoriais pode-se concluir que esta terapia não somente acelerava determinados processos, mas também retardava outros. Começou-se a entender o papel de modulador das funções celulares e a melhor expressão dos lasers de baixa intensidade seria a de biomodulador ou terapia fotobiomoduladora, sinonímia também mais recentemente sugerida (PINHEIRO et. al., 2010).
Do ponto de vista físico, é útil definir a possível ação dos lasers em baixas potências como efeitos não térmicos. Destes são mais utilizados para
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propósitos terapêuticos os de Hélio-Neônio (He-Ne), com comprimento de onda de 632,8nm e o de Arseneto de Gálio -Alumínio (GaAlAs), com comprimento de onda entre 780-830nm (RIBEIRO e ZEZELL, 2004; SILVA et. al., 2007)
Segundo o estado fisiológico da célula e o tecido onde está localizada, ela terá uma determinada resposta observável quando se emprega a energia a laser de baixa intensidade, estimulando sua membrana ou suas mitocôndrias e induzindo à biomodulação propriamente dita, ou seja, normalização da área afetada. Por este motivo a LILT tem como principais indicações: quadros patológicos de pós-operatório, reparação de tecido mole, ósseo e nervoso, quadros edematosos e de dores crônicas e agudas; quando se busca através da técnica mediação dos processos inflamatórios, maior rapidez e qualidade nos processos de reparação tecidual (BRADLEY,1996, PINHEIRO et. al., 2010).
Os LEDs têm como diferença básica sobre os lasers, que emitem luz coerente, formada em cavidade ressonante com inversão de população dos elétrons, promovendo assim amplificação da luz por emissão estimulada de radiação. A emissão de luz dos LEDs é difusa, não coerente, formada por junção do tipo P-N, feitos em pequeno chip de material semicondutor dopado. A escolha do semicondutor determinará o pico do comprimento de onda da emissão de fótons e a cor do LED, quando no espectro do visível. Como os lasers, para bioestimulação, os LEDs eleitos são os de comprimentos de onda de emissão vermelha (V) e infravermelha (IV). (WHELAN et. al., 1999).
Para compreensão do efeito do LED no crescimento e proliferação celular foi medido radiograficamente in vitro a incorporação de timidina em várias linhagens de células tratadas com esta luz e em vários comprimentos de onda e níveis de energia. Em fibroblastos 3T3, derivados de células de pele de ratos, a resposta foi satisfatória para exposições a luzes lasers e LEDs (LUBART et. al., 1992; YU W et. al., 1994; WHELAN et. al., 1999, 2000, 2001).
Com o tratamento a luz LED, foi encontrada especificidade desta irradiação para células em fase de crescimento. No experimento com culturas
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de fibroblastos na concentração de 500 células/ parede e em osteoblastos, na concentração de 1x 103células/ parede, cultivados em pratos de 4cm2 e, avaliada a síntese de DNA no segundo, terceiro e quarto dias, estas culturas após expostas a irradiação da luz LED (4J/cm2 e 8J/cm2, 50mW, em ג670, 728 e 880nm) houve aceleração do crescimento de fibroblastos e osteoblastos nas culturas de dois e três dias, durante a fase de crescimento celular, e não obtiveram alteração significante nas culturas de células no quarto dia, fase estacionária do processo. Esta comparação foi considerada análoga, em modelos in vivo e, em organismos sadios, durante o processo cicatricial e regenerativo, sem produzir crescimento celular excessivo, ou qualquer transformação neoplásica (WHELAN et. al., 2001)
Os protótipos de LEDs da NASA demonstraram estimular os processos de energia básica das mitocôndrias de cada célula, particularmente quando irradiados na faixa do espectro IV próximo, quando são ativadas células sensíveis a este comprimento de onda, como cromóforos e sistema citocromo. Assim como os lasers, os LEDs podem ser utilizados para otimização no reparo de feridas em diversos comprimentos de onda que incluem 680, 730 e 880nm (BEAUVOIT e CHANCE, 1994; BEAUVOIT et. al., 1995; LUBART et. al.,1992; WHELAN et. al.,1999, 2000, 2001, 2003; KARU, 2003). Em revisão dos avanços da terapia a LED (630-1000nm) foram comentados os efeitos do tratamento em processos fisiológicos e patológicos, como a aceleração cicatricial, melhora na recuperação de lesões isquêmicas do coração, atenuação da degeneração de injúrias ao nervo óptico; além de pesquisas in vitro e in vivo, onde foi demonstrado resultados confirmatórios dos efeitos positivos dos LEDs no IV próximo como um bom estimulador do metabolismo oxidativo mitocontrial, acelerando a reparação de células e tecidos em déficit oxidativo e podendo ser terapia eleita para inúmeras doenças relacionadas à disfunção mitocontrial (DESMET et. al., 2006).
Em experimento analisando as células L-6, linhagem músculo-esqueletal derivadas de ratos expostas à luz LED em comprimentos de onda combinados e individualmente analisados de 670, 728 e 880nm, com densidade de energia
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de 4 e 8J/cm2 e potência de 50mW os resultados demonstraram aumento de 140% na proliferação celular em relação ao grupo controle não irradiado, particularmente na fluência de 8J/cm2 (WHELAN et. al., 2001).
Em estudo duplo cego randomizado para controle da MB foi utilizado laser de He-Ne, com comprimento de onda de 632,8nm e potência contínua de 60mW, dez segundos por ponto com DE= 1,5J/cm2, 15 aplicações em cinco regiões da cavidade bucal; irradiaram 30 pacientes que se submeteriam a altas doses de QT, em virtude de TMO e consequente instalação de quadros de mucosite. Concluíram que o tratamento foi bem tolerado e o método não apresentou efeitos colaterais. As aplicações reduziram o tempo e a severidade do pico, estatisticamente significante entre os dias d(+2) até d(+7) (dois dias até sete dias depois do TMO); reduziram a dor e duração de aplicação de morfina; a habilidade na deglutição foi melhorada; a cicatrização da ferida, um dos mais estudados efeitos da irradiação em baixa intensidade, obtiveram excelente resposta. A mucosite melhorou 46% nos lábios, 41% na gengiva, 36% na mucosa bucal e 27% na língua, região mais severamente atingida, assim como a mucosa jugal dos paciente irradiados (COWEN et. al., 1997).
Em pacientes submetidos a RxT de cabeça e pescoço o desempenho do laser de He-Ne foi investigado com ג 632,8nm, P=60mW, irradiados 30 pacientes com carcinoma de orofaringe, hipofaringe e de cavidade bucal, que receberam doses de RxT fracionadas (65Gy na razão de 2Gy/fração, cinco frações por semana). Este estudo duplo cego teve duração sete semanas, com controle semanal quando medido o grau de mucosite conforme a escala OMS, com escala analógica para dor. O grau III ocorreu com freqüência de 35,2% para pacientes sem irradiação laser e 7,6% com administração do laser (p<0,01). A frequência de dor severa, grau III, foi de 23,8% sem irradiação e de 1,9%, quando irradiados (p< 0,05). Com este estudo os autores concluíram que irradiações com laser em baixa intensidade reduziram a severidade e duração da MB em regimes de RxT (BENSADOUN et. al., 1999).
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Estudo piloto foi realizado com onze pacientes no hospital Sírio- Libanês, em São Paulo (MIGLIORATI et. al., 2001) para controle da dor associada a MO em pacientes transplantados. O laser de meio ativo AsGaAl, Mucolaser®, ג780nm, P=60mW, DE= 2J/cm², com sessões diárias de 35 minutos em toda a cavidade bucal, iniciadas d (-5) ao transplante d(0) e continuadas até d+5, pós- transplante. A severidade da MB foi clinicamente acompanhada usando-se a tabela da OMS; e a dor foi medida pela VAS. Como resultados os pacientes mostraram boa tolerância e melhora clínica; dois desenvolveram mucosite grau I-II, sete apresentaram grau III-IV e um não desenvolveu mucosite; quanto a dor, nenhum apresentou o máximo grau (10), seis obtiveram grau 0-3 e cinco apresentaram grau 4-8 (severa), no entanto a maioria dos pacientes associaram a aplicação diária do laser como satisfatória para o alívio da dor, nenhum interrompeu tratamento em virtude das lesões e não houve presença de infecção ou sangramento, apesar das altas doses de QT.
Utilizando laser de diodo, AsGaAl, foi realizado estudo duplo cego randomizado, em 70 pacientes submetidos a TMO, divididos em grupo placebo, grupo laser com comprimento de onda de 650nm, P=40mW e grupo laser com comprimento de onda 780nm, P=60mW, ambos os grupos com dose de 2,0J/cm2 por sete dias. Verificou efetiva diminuição da severidade da mucosite e da dor, além de ser uma técnica segura e bem aceita pelos pacientes (EDUARDO, 2003).
Em pesquisa sobre a MB e utilização de fotobiomodulação a laser, pacientes sob regime de QT à base de 5-FU, foram investigados nos protocolos controle, terapêutico com fluência de 7,5 J/cm2 distribuidos na área da lesão e preventivo com fluência de 6,0 J/cm2 irradiados em 18 pontos da cavidade bucal, com diodo de meio ativo AsGaAl, ג 780nm, potência CW de 60mW e Ф 4,0mm2. Participaram da pesquisa 60 pacientes em regime de QT à base de 5-FU, mono ou poliquimioterapia. A fotobiomodulação laser resultou na diminuição da dor e efeito cicatricial das lesões de mucosite, além de melhorar a autoestima e os cuidados de higiene dos pacientes em tratamento com a fotobiomodulação do laser (FREIRE, 2004).
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Utilizando modelo animal de QT para indução de mucosite em hamsters, à base de 5-FU nos dias zero e dois, nas doses de 90 e 60ml/Kg, respectivamente, e com a promoção de injúrias na mucosa nos dias três e quatro do experimento, foi avaliada fotobiomodulação laser (InGaAlP, CW, ג 683nm, 12J/cm2 em cinco pontos da mucosa jugal direita e esquerda durante sete dias (Grupo I); Grupo II, sem tratamento e Grupo III, controle negativo, sem protocolo de indução de MO. A avaliação histopatológica com remoção das mucosas realizada nos dias zero,oito, 12 e 15 da pesquisa, nos Grupos I e II e clinicamente avaliadas as fotografias das mucosas jugais, quando o autor encontrou diferenças estatisticamente significantes na intensidade da MB e concluiu que o laser promoveu a redução da severidade da MB e acelerou a cicatrização das lesões, sem no entanto, prevenir seu aparecimento, porém o autor não utilizou de nenhum protocolo preventivo especifico para este fim. (FERRARRI, 2005).
Outro protocolo de indução em hamsters de peso médio 150mg e oito semanas de vida foi realizado à base de 5-FU nos dias um e três,100mg/Kg e 65mg/kg, respectivamente, com escarificação mecânica da mucosa jugal nos dias quatro e cinco. Os grupos foram divididos em dois grupos preventivos com aplicação de crioterapia na mucosa direita nos dia de QT, cinco minutos antes e dez minutos depois da injeção da droga e grupo laser meio ativo GaAlAs, CW, ג 660nm, P= 30mW, D=1,2Jcm2, Ф 2mm2, t=40s distribuídos em quatro pontos da mucosa, ambos realizados até o dia cinco do experimento e analisados até o dia 11, com sacrifícios nos dias três, seis, nove e 11 para exame histológico das mucosas. Os grupos terapêuticos tiveram início no dia cinco e divididos em grupo laser e grupo controle não tratado, quando o primeiro recebeu irradiações laser com os parâmetros já citados na mucosa jugal escarificada dos dias seis a dez, mortos nos dias seis, nove e 11, quando realizaram as análises histológicas. Estatisticamente concluíram que nos grupos preventivos o grupo laser apresentou MB mais branda em comparação ao grupo da crioterapia, com menor perda de massa corpórea e nos grupos laser terapêutico, cicatrização mais acelerada que o controle; também foi
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notada maior formação de tecido de granulação e angiogênese nos grupos que passaram pela fotobiomodulação laser (FRANÇA, 2009).
Utilizando LEDs para prevenção de mucosite pacientes pediátricos submetidos a TMO, com dose de 4,0J/cm2, em 670nm, foram irradiados por via extrabucal em um lado da face, tendo o lado contra lateral como controle. A terapia com LED mostrou-se eficiente, com redução da mucosite e dor (WHELAN et. al., 2002).
LEDs com ponteira acrílica de diâmetro de saída de 12,5mm, composto de seis leds, de comprimento de onda de 880nm e potência aproximada de 74 mW e dose de 3,6 J/cm2; foi utilizado em experimento (BICUDO, 2004), para tratamento em paciente com linfoma tipo Hodgkin, concluindo ser uma técnica segura e efetiva em mucosite.
Em estudo experimental (CUNHA, 2006) avaliou em ratos Wistars a formação óssea pós-RxT e utilização do laser de diodo com comprimento de onda de 780nm, potência CW de 40mW e dose de 100J/ cm2; concluindo os benefícios da técnica comparando quatro grupos de pesquisa. Na avaliação do tecido ósseo de ratos, pós radioterapia na dosagem de 3000cGy, o grupo experimental recebeu sete sessões de fotobiomodulação a laser ג 780nm, P= 40mW, 100J/cm2 distribuídos em 5 J/cm2 na ferida cirúrgica a cada 48h iniciadas as sessões no dia da cirurgia no fêmur dos animais, quando os achados histológicos mostraram aumento do número de osteócitos (p<0,0001) e formação de canais de Havers (p<0,0001), com grande significância estatística, o que sinaliza indicação da técnica no controle de quadros de osteorradionecrose (ALMEIDA, 2006).
Em reparação óssea e cutânea, vários trabalhos são desenvolvidos também demonstrando o efeito do laser V (vermelho) e IV (infravermelho) nas lesões (PINHEIRO et. al., 2003; WANDA e DORSETT, 2004; ENWEMEKA, 2006).
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Com a utilização dos LEDs especificamente para irradiação em quadros de mucosite e reparo tecidual, encontram-se alguns estudos com resultados bem promissores da técnica (WHELAN et. al., 1999, 2001, 2002 e 2003; WONG-RILEY et. al., 2001).
Com LED de comprimento de onda 645nm +/-15nm, P=7,8 mW, DE=0,99J/cm2 e energia total de 2,34J irradiados por cinco minutos três vezes ao dia, 12 pacientes oncológicos foram tratados de seus quadros de MB. A incidência e severidade avaliados e classificados diariamente por um período de sete dias consecutivos, os autores notaram também aspectos da deglutição, salivação, qualidade da voz e dor e concluíram nesta investigação ser uma